Seismische detector beschermt zeekabels ook tegen sabotage

Met apparatuur die doorgaans gebruikt wordt om aardbevingen te meten, zijn ook verdachte vaarbewegingen op de Noordzee te detecteren. Dit kan helpen om sabotage van internetkabels en pijpleidingen te voorkomen. Dit schrijft de Geologische Dienst Nederland, onderdeel van TNO, die met de techniek experimenteerde.

In de Noordzee ligt 6.000 kilometer aan kabels en 4.500 kilometer aan pijpleidingen. De bodem van de Noordzee bestaat uit zand en klei. Kabels zijn hierin twee tot drie meter diep ingegraven maar doordat de zanderige bodem voortdurend in beweging is, liggen ze ook weleens aan het oppervlak. Dat maakt de kabels kwetsbaar voor vernielingen.

De meeste schade komt van sleepnetten van vissersschepen die per ongeluk een kabel raken. Maar sabotage is een steeds reëler scenario. De aanvallen op de pijpleidingen Nordstream I en II in 2022 zijn een urgent voorbeeld. In april bleek uit een journalistiek onderzoeksproject van vier Scandinavische publieke omroepen dat Rusland nieuwe plannen ontwikkelt om westerse gasleidingen en elektriciteits- en internetkabels te saboteren.

Onderwatercamera’s

Alle kabels en leidingen in de gaten houden met bijvoorbeeld onderwatercamera’s is onbegonnen werk. Maar door laserpulsjes door ‘dark fibers’ te sturen, glasvezelfibers die niet in gebruik zijn, kan gemonitord worden of schepen rond de kabels opvallend gedrag vertonen.

„Het geluid van een schip veroorzaakt kleine drukgolven en die golven zorgen voor minuscule vervormingen in de glasvezelkabel, ook als hij drie meter onder de grond zit”, legt geofysicus Vincent Vandeweijer van de Geologische Dienst Nederland uit. Een zogeheten DAS-interrogator (DAS staat voor Distributed Acoustic Sensing) aan het begin van de kabel stuurt laserpulsjes door de kabel en de reflectie van dat licht keert terug. „Op het moment dat de kabel vervormt, al is het maar een klein beetje, dan ontstaat er vertraging in de reflectietijd. Die tijd is te vertalen naar de vormverandering van de kabel, en daarmee is de locatie van een vervorming te bepalen.”

Echobak van geluid

De techniek wordt elders in de wereld al toegepast om vaarbewegingen rond onderzeese kabels te monitoren. In de Noordzee bleek dat tot nu toe lastig. „De Noordzee is vrij ondiep, zo’n 30 meter”, zegt Vandeweijer. „Dat maakt het een echobak van geluid. De golfslag, het lawaai van windmolens en het vele scheepvaartverkeer zorgen voor veel ruis. De golfslag vervormt de kabel zelfs veel meer dan een langsvarend schip. De kunst is om het nuttige signaal eruit te pikken.”

Juist de omgang met ruis is de expertise van geofysici, want ook seismische data bevat veel ruis. Filteren gebeurt met voorspellende modellen. „We weten waar een kabel ligt en op basis daarvan maken we een model van mogelijk gangbaar geluid op die kabel”, zegt Vandeweijer. „We meten vervolgens het daadwerkelijke geluid, en afwijkingen van het model vallen dan op. Opvallende bewegingen zijn als een schip dichtbij een kabel stil gaat liggen, of heen en weer vaart. We kunnen via de vervormingen ook vaarrichting en -snelheid detecteren.”

Stap twee is bepalen of zo’n vaarbeweging verdacht is. „Iets als verdacht aanmerken is het terrein van Defensie”, zegt Vandeweijer. „Wat we wel hebben laten zien is dat deze data naast andere bronnen te leggen zijn. Schepen hebben in principe een identificatiesysteem aanstaan. Als onze gedetecteerde scheepsbewegingen overeenkomen met gegevens uit dat systeem is er meestal geen probleem. Maar als een schip dat systeem uit heeft staan en zich ophoudt rond kabels misschien wel.”

We kunnen vaarrichting en vaarsnelheid detecteren

Vincent Vandeweijer
geofysicus

In een stille, diepe oceaan kan met deze technologie verkeer kilometers van de kabel worden gemonitord. Dat lukt in de Noordzee nog niet. „We kunnen nu aan weerszijden een kilometer van een kabel kijken”, zegt Vandeweijer. „Maar ik ben ervan overtuigd dat de afstand uit te breiden is.” Een wetenschappelijke paper over het experiment is in de maak.

Overheden maken de laatste tijd serieus werk van beveiliging van infrastructuur op de zeebodem. In december 2023 is het Seabed Security Experimentation Centre geopend (SeaSEC), waarin Nederland experimenteel onderzoek doet samen met Denemarken, Duitsland, Finland, Zweden en Noorwegen. Ze onderzoeken onder meer apparatuur om camerabeelden en sonarbeelden van de zeebodem te kunnen maken.

„Ook schepen kunnen natuurlijk met radar en satelliet gevolgd worden”, benadrukt Vandeweijer. „Maar elke methode kent beperkingen. Dit is iets nieuws om aan de gereedschapskist toe te voegen. Dat we inpluggen op infrastructuur die er toch al ligt maakt onze methode elegant.”